長いリーチプルナーのアルミニウム構造は、どのようにして軽さと耐久性をバランスさせますか？

アルミニウム構造の軽さと耐久性のバランス ロングリーチプルナー 材料科学、構造設計、製造プロセスの多次元最適化を通じて達成されます。アルミニウム合金の中心的な利点は、低密度と高い特異的強度にあります。純粋なアルミニウムの密度はわずか2.7 g/cm³であり、これは鋼の約3分の1ですが、マグネシウムやシリコンなどの要素を追加して合金（6061-T6または7075アルミニウム合金など）を追加することにより、その引張強度は300 MPAを超えて増加し、一部の低鋼のレベルに近いものになります。たとえば、アルミニウム - マグネシウム合金は、重量を減らすだけでなく、固形溶液の強化と沈殿硬化プロセスを通じて耐食性と疲労抵抗を強化します。さらに、アルミニウム合金の延性により、鍛造または押出成形プロセスを介して複雑な断面形状に処理できるようになり、機械的特性がさらに最適化されます。
I-Beamのそれと同様の断面設計は、慣性耐性を改善しながら材料の重量を減らしながら、慣性の横方向のモーメントを増加させるために採用されています。たとえば、特定のタイプの剪定せん断のアルミニウムチューブが縦圧にさらされる場合、その「I」形の構造は、局所的な変形を避けるために、両側のフランジに応力を均等に分布させることができます。伸縮型ロッドは通常、ネストされたマルチセクション設計を採用し、ロッドボディの各セクションは、伸縮プロセス中の回転またはオフセットによって引き起こされる構造緩みを防ぐために、スタンピング溝またはガイドレールシステムを通じて正確に整列しています。一部の製品は、ノードの強度を高めるために、ジョイントにスチールバックルまたはスプリングピンを埋め込みました。本体はアルミニウム合金で作られていますが、高頻度せん断力を持つ刃、ヒンジ、およびその他の部分は、しばしば高炭素鋼またはSK5ツール鋼で作られており、リベットまたは溶接を介してアルミニウムロッドのボディと組み合わせて「硬くて柔らかい」ハイブリッド構造を形成します。
アルミニウムチューブは、熱い押出プロセスを通じて予備の輪郭に形成され、内部応力濃度領域は、マイクロ亀裂の発生を減らすためにCNC工作機械によって製粉されます。陽極酸化、クロムメッキ、テフロンコーティングなどのプロセスを含む。たとえば、特定のタイプの望遠鏡ロッドがクロムメッキされた後、表面の硬度は800〜1000 hVに達する可能性があり、耐摩耗性は3倍以上増加し、環境腐食を防ぐために密な酸化物膜が形成されます。ハンドルなどの非負荷をかけている部品の場合、ダイキャストアルミニウム合金は、強度を確保しながら、複雑な曲線モデリングを実現し、内部のハニカム構造を通じて重量をさらに削減できます。
有限要素解析は、剪定中の力分布をシミュレートし、ロッドの壁の厚さを最適化するために使用されます。たとえば、剪定せん断の棒の壁の厚さは、ハンドル端の2.5 mmから上部の1.2 mmに徐々に変化します。アルミニウムハンドルはゴムまたはシリコンの滑り止め層で覆われており、グリップ摩擦を増加させるだけでなく、弾性変形を介して振動を吸収して、長期使用によって引き起こされる金属疲労骨折を避けます。湿ったまたはほこりっぽい環境の場合、一部の製品はアルミニウム合金表面に疎水性コーティングを噴霧す​​るか、完全に密閉されたベアリングを使用して、砂が侵入し、メカニズムが詰まらないようにします。
アルミニウム構造の実際のパフォーマンスを確保するために、ヒンジと望遠鏡のメカニズムが塑性変形またはギャップの膨張を持っているかどうかを検出するために、数万の開閉アクションがシミュレートされます。サンプルは、コーティングと基質の腐食抵抗を検証するために、塩スプレーチャンバーまたは紫外線加速老化装置に入れられます。公称切断力を超える静的荷重がロッドに適用され、永続的な曲げまたは骨折がないことを確認します。